(57)【要約】  半透膜を用いた膜ユニットを複数配置した複合的水処理技術を利用した造水方法において、バイオフィルム形成によるトラブルを抑制し、かつ、注入する薬剤および中和剤を効率的に有効利用することができる造水方法を提供するために、被処理水Ａ１を半透膜処理装置Ａ２で処理して淡水を製造するとともに、半透膜処理装置Ａ２で処理した際に生じる濃縮水Ａを被処理水Ｂ４に混合させ、その混合水を半透膜処理装置Ｂ６で処理して淡水を製造する造水方法において、被処理水Ａ１に第１薬剤を連続的あるいは間欠的に注入し、かつ、被処理水Ｂ４に第２薬剤を連続的あるいは間欠的に注入する。
2011021415.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理水Ａを半透膜処理装置Ａで処理して淡水を製造するとともに、半透膜処理装置Ａで処理した際に生じる濃縮水Ａを被処理水Ｂに混合させ、その混合水を半透膜処理装置Ｂで処理して淡水を製造する造水方法において、被処理水Ａに第１薬剤を連続的あるいは間欠的に注入し、かつ、被処理水Ｂに第２薬剤を連続的あるいは間欠的に注入することを特徴とする造水方法。
【請求項２】
前記濃縮水Ａに、第３薬剤を連続的もしくは間欠的に注入すること、および／または、前記混合水に、第４薬剤を連続的もしくは間欠的に注入することを特徴とする請求項１に記載の造水方法。
【請求項３】
前記半透膜処理装置Ａからの排出時の前記濃縮水Ａにおける前記第１薬剤の濃度が、半透膜処理装置Ａへの供給時の被処理水Ａにおける第１薬剤の濃度より大きいことを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の造水方法。
【請求項４】
前記第２薬剤の注入手段と、前記濃縮水Ａと前記被処理水Ｂとを混合する水混合手段との間に、第２薬剤の洗浄効果や殺菌効果を消失あるいは低減させる効果のある第１中和剤を連続的もしくは間欠的に注入することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の造水方法。
【請求項５】
前記第１中和剤が、前記第１薬剤、前記第３薬剤、前記第４薬剤から選ばれる少なくとも１つの薬剤の洗浄効果や殺菌効果を消失あるいは低減させる効果のある中和剤であることを特徴とする請求項４に記載の造水方法。
【請求項６】
前記第１中和剤を間欠的に注入し、かつ、第１中和剤の注入を停止している時に、第１薬剤を注入すること、および／または、第１中和剤の注入を停止している間に、第３薬剤を注入すること、および／または、第１中和剤の注入を停止している間に、第４薬剤を注入することを特徴とする請求項５に記載の造水方法。
【請求項７】
前記濃縮水Ａと前記被処理水Ｂとを混合する水混合手段と、前記第４薬剤の注入手段との間に、前記第１薬剤、前記第２薬剤、前記第３薬剤から選ばれる少なくとも１つの薬剤の洗浄効果や殺菌効果を消失あるいは低減させる効果のある第２中和剤を連続的もしくは間欠的に注入することを特徴とする請求項２〜６のいずれかに記載の造水方法。
【請求項８】
前記第２中和剤および前記第４薬剤を間欠的に注入し、かつ、第２中和剤の注入を停止している時に、第４薬剤を注入することを特徴とする請求項７に記載の造水方法。
【請求項９】
前記第１薬剤と、前記第２薬剤、前記第３薬剤、前記第４薬剤から選ばれる少なくとも１つの薬剤とが同種の薬剤である場合に、同種の薬剤の少なくとも一部が、第１薬剤と混合するように同種の薬剤を注入することを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の造水方法。
【請求項１０】
前記第４薬剤と、前記第１薬剤、前記第２薬剤、前記第３薬剤から選ばれる少なくとも１つの薬剤とが同種の薬剤である場合に、同種の薬剤の少なくとも一部が、第４薬剤と混合するように同種の薬剤を注入することを特徴とする請求項２〜８のいずれかに記載の造水方法。
【請求項１１】
前記第１薬剤と、前記第２薬剤、前記第３薬剤、前記第４薬剤から選ばれる少なくとも１つの薬剤とが異種の薬剤である場合に、異種の薬剤が、第１の薬剤と混合しないように異種の薬剤を注入することを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の造水方法。
【請求項１２】
前記第４薬剤と、前記第１薬剤、前記第２薬剤、前記第３薬剤から選ばれる少なくとも１つの薬剤とが異種の薬剤である場合に、異種の薬剤が、第４の薬剤と混合しないように異種の薬剤を注入することを特徴とする請求項２〜８のいずれかに記載の造水方法。
【請求項１３】
前記濃縮水Ａと前記被処理水Ｂとを混合する水混合手段と、前記第４薬剤の注入手段との間にｐＨ計、ＯＲＰ計、塩素濃度計、ＥＣ計、ＴＯＣ計、アンモニア計、ＴＮ計、ＤＯ計から選ばれる第１計器を備え、第１計器の指示値に基づいて、第４薬剤の注入量を決定することを特徴とする請求項１０に記載の造水方法。
【請求項１４】
前記第１薬剤、前記第２薬剤、前記第３薬剤、前記第４薬剤から選ばれる少なくとも１つの薬剤が酸もしくはアルカリのいずれかである場合に、該薬剤の注入点よりも上流で、液のＯＲＰ値を規定値以内に調整することを特徴とする請求項１〜１３のいずれかに記載の造水方法。
【請求項１５】
前記第１薬剤、前記第２薬剤、前記第３薬剤、前記第４薬剤から選ばれる少なくとも1つの薬剤が酸もしくはアルカリのいずれかである場合に、薬剤が酸もしくはアルカリである全ての薬剤の注入手段より上流側に、液のＯＲＰ値を測定するための第１ＯＲＰ計と、該液に第５薬剤として酸化剤あるいは還元剤を連続的あるいは間欠的に注入するための第５薬剤注入手段と、第５薬剤が注入された液のＯＲＰ値を測定するための第２ＯＲＰ計とを、上流側からその順で備え、第５薬剤注入手段で注入する酸化剤あるいは還元剤の注入開始を、前記第１ＯＲＰ計での測定値により決定し、注入停止を、前記第２ＯＲＰ計での測定値により決定することを特徴とする請求項１４に記載の造水方法。
【請求項１６】
濃縮水ＡのＯＲＰ値を測定し、該ＯＲＰ値が規定値を超えたときに、濃縮水Ａを装置外に排出し、かつ、前記半透膜処理装置Ｂの半透膜処理を停止することを特徴とする請求項１〜１５のいずれかに記載の造水方法。
【請求項１７】
前記半透膜処理装置Ａが、耐塩素性半透膜を備えた半透膜処理装置であり、かつ、前記第１薬剤が塩素系薬剤であることを特徴とする請求項１〜１６のいずれかに記載の造水方法。
【請求項１８】
前記半透膜処理装置Ｂが、耐塩素性半透膜を備えた半透膜処理装置であり、かつ、前記第２薬剤、前記第３薬剤、前記第４薬剤から選ばれる少なくとも１つの薬剤が塩素系薬剤であることを特徴とする請求項１〜１７のいずれかに記載の造水方法。
【請求項１９】
前記第２薬剤が塩素系薬剤であり、かつ、前記被処理水Ａとして窒素含有水を供給すること、および／または、被処理水Ａあるいは前記濃縮水Ａあるいは前記混合水に窒素含有薬剤を注入することを特徴とする請求項１〜１７のいずれかに記載の造水方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複合的な水処理技術を利用した造水方法に関するものであり、浸透圧が異なる複数の被処理水Ａ、Ｂを原水とし、淡水化技術により淡水を製造する造水方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、分離膜に関する技術開発が進み、省スペース、省力化およびろ過水質向上等の特長を有するため、水処理をはじめ様々な用途での使用が拡大している。例えば、精密ろ過膜や限外ろ過膜は、河川水や地下水や下水処理液から工業用水や水道水を製造する浄水プロセスへの適用や、海水淡水化逆浸透膜処理工程における前処理、膜分離活性汚泥法への適用が挙げられる。ナノろ過膜や逆浸透膜は、イオン類の除去や、海水淡水化、廃水再利用プロセスへの適用が挙げられる。【０００３】
水不足が叫ばれる昨今の状況から、ナノろ過膜／逆浸透膜による海水淡水化が盛んに行われているが、浸透圧より高い供給圧力を必要とするナノろ過膜／逆浸透膜ろ過法では、ナノろ過膜／逆浸透膜に原水を供給する際に「昇圧ポンプ」と呼ばれるポンプで加圧しなければならない。つまり、ナノろ過膜／逆浸透膜に供給される原水の塩濃度が高いほど浸透圧が高くなるため、昇圧ポンプによってより高く加圧する必要性が出てくることになり、昇圧ポンプを稼動させるためのエネルギーが必要になってくる。【０００４】
これらの問題を解決すべく、例えば、下水の高度処理と海水淡水化を統合した膜処理システムが開発されている（非特許文献１や非特許文献２）。この技術によると、膜分離活性汚泥法で下水を処理した後、逆浸透膜を用いて淡水を生産し、さらに、この逆浸透膜分離の際に副生する濃縮水を海水に合流させているため、供給する海水中の塩濃度が低下し、海水淡水化に使用される逆浸透膜分離の運転における昇圧ポンプの仕様を従来よりも低く抑えることができるようになり、より省エネルギーなシステムとなる。【０００５】
ところで、半透膜を用いる造水システムでは、一般的に、有機物や濁質の付着、金属イオン類のスケールや微生物の増殖によるバイオフィルムの形成などによって半透膜表面や半透膜処理装置内に閉塞現象が起き、造水量の低下や圧力の上昇等のトラブルを引き起こすことがある。特に、バイオフィルムの形成は、原水由来の微生物や基質（炭素源や栄養塩）が主たる原因であり、微生物が増殖する箇所は、半透膜表面や半透膜処理装置内だけではなく、その上流の配管内も含まれるため、トラブルになることが多い。配管内で形成されたバイオフィルムが断続的に剥がれると、配管やタンク等の流路の閉塞や、上記のような半透膜処理装置のトラブルを促進させることとなる。このようなトラブルを抑制するためには、半透膜処理装置および配管を殺菌しておくことが必要となる。また、下水のような有機物の多い原水を半透膜処理する場合は、有機物が膜表面に付着し、それを基に微生物が増殖しやすくなるため、薬剤による半透膜処理装置の洗浄を行い、有機物を除去する必要がある。【０００６】
非特許文献１、非特許文献２に記載されたような下水の高度処理と海水淡水化を統合した造水システムの場合、下水を膜分離活性汚泥法で処理した水を原水として逆浸透膜処理し淡水を得るが、通常廃棄する逆浸透膜濃縮水を海水に混合してさらに逆浸透膜で処理することとなる。濃縮水は、微生物の基質となる炭素源や栄養塩が生物処理水より濃縮されているため、微生物が増殖しやすい環境となり、濃縮水配管に微生物膜が形成し、後段の逆浸透膜がトラブルを引き起こしてしまうという問題点があった。また、先述した下水の高度処理と海水淡水化を統合した造水システムにおいては、前段の逆浸透膜に使用した薬剤が濃縮水配管を経由して後段の逆浸透膜にも通水されるため、前段の逆浸透膜に使用した薬剤を濃縮水配管と後段の逆浸透膜でも再利用できるというメリットを有するが、薬剤を再利用する際には洗浄／殺菌効果が低下している場合があり、また前段の逆浸透膜、濃縮水配管、後段の逆浸透膜では最適な薬剤が異なる場合があるために、濃縮水配管と後段の逆浸透膜では洗浄／殺菌効果が不十分であるという問題点があった。【０００７】
さらに、海水側も取水直後に次亜塩素酸ナトリウムなどの薬剤を添加することが知られているが、配管殺菌のために消失したり、下水側の逆浸透膜濃縮水との合流・混合後に希釈されたりするなどして、その後の洗浄／殺菌効果が不十分となり、混合水配管内にバイオフィルムが形成し、混合水配管や逆浸透膜処理装置、またはその保安フィルターを閉塞してしまうことがあった。さらに、海水と下水側の逆浸透膜濃縮水との合流・混合後に、双方の薬剤または中和剤が混合されることによって、洗浄／殺菌効果の低減や有害ガスの発生などの問題があった。さらに、後段の逆浸透膜処理装置の供給水に薬剤を注入する際、同種の薬剤が上流より供給されているにも関わらず、新規に注入するなどして過分に薬剤を注入する、あるいは、上流より供給される薬剤や中和剤の効果によって新たに注入する薬剤の効果が低減されるなどの問題があった。【０００８】
また、特許文献１に記載されているように、少なくとも１つの薬剤を逆浸透膜の供給水と濃縮水とに添加し、濃縮水を供給水に循環して薬剤を再利用する方法が知られているが、異なる複数種の原水を処理するシステムに関する方法ではなく、複合的な水処理技術を利用した造水システムにおいて有効に薬剤を利用し、確実に配管やタンク等を洗浄／殺菌できる方法は従来の技術にはなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００６／００９６９２０号公報
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】“神鋼環境ソら４者  経産省のモデル事業  周南市で実証実験”、[online]、平成２１年３月５日、日本水道新聞、[平成２１年７月２日検索]、インターネット< http://www.suido-gesuido.co.jp/blog/suido/2009/03/post_2780.html>
【非特許文献２】“「低炭素社会に向けた技術シーズ発掘・社会システム実証モデル事業」の採択について”、[online]、平成２１年３月２日、東レ株式会社プレスリリース、[平成２１年７月２日検索]、インターネット< http://www.toray.co.jp/news/water/nr090302.html>
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の目的は、半透膜を用いた膜ユニットを複数配置した複合的水処理技術を利用した造水方法において、バイオフィルム形成によるトラブルを抑制し、かつ、注入する殺菌剤および中和剤を効率的に有効利用することができる造水システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明における造水方法は、以下の構成のいずれかからなる。【００１３】
（１）被処理水Ａを半透膜処理装置Ａで処理して淡水を製造するとともに、半透膜処理装置Ａで処理した際に生じる濃縮水Ａを被処理水Ｂに混合させ、その混合水を半透膜処理装置Ｂで処理して淡水を製造する造水方法において、被処理水Ａに第１薬剤を連続的あるいは間欠的に注入し、かつ、被処理水Ｂに第２薬剤を連続的あるいは間欠的に注入することを特徴とする造水方法。
（２）前記濃縮水Ａに、第３薬剤を連続的もしくは間欠的に注入すること、および／または、前記混合水に、第４薬剤を連続的もしくは間欠的に注入することを特徴とする（１）に記載の造水方法。
（３）前記半透膜処理装置Ａからの排出時の前記濃縮水Ａにおける前記第１薬剤の濃度が、半透膜処理装置Ａへの供給時の被処理水Ａにおける第１薬剤の濃度より大きいことを特徴とする（１）または（２）のいずれかに記載の造水方法。【００１４】
（４）前記第２薬剤の注入手段と、前記濃縮水Ａと前記被処理水Ｂとを混合する水混合手段との間に、第２薬剤の洗浄効果や殺菌効果を消失あるいは低減させる効果のある第１中和剤を連続的もしくは間欠的に注入することを特徴とする（１）〜（３）のいずれかに記載の造水方法。
（５）前記第１中和剤が、前記第１薬剤、前記第３薬剤、前記第４薬剤から選ばれる少なくとも１つの薬剤の洗浄効果や殺菌効果を消失あるいは低減させる効果のある中和剤であることを特徴とする（４）に記載の造水方法。
（６）前記第１中和剤を間欠的に注入し、かつ、第１中和剤の注入を停止している時に、第１薬剤を注入すること、および／または、第１中和剤の注入を停止している間に、第３薬剤を注入すること、および／または、第１中和剤の注入を停止している間に、第４薬剤を注入することを特徴とする（５）に記載の造水方法。【００１５】
（７）前記濃縮水Ａと前記被処理水Ｂとを混合する水混合手段と、前記第４薬剤の注入手段との間に、前記第１薬剤、前記第２薬剤、前記第３薬剤から選ばれる少なくとも１つの薬剤の洗浄効果や殺菌効果を消失あるいは低減させる効果のある第２中和剤を連続的もしくは間欠的に注入することを特徴とする（２）〜（６）のいずれかに記載の造水方法。
（８）前記第２中和剤および前記第４薬剤を間欠的に注入し、かつ、第２中和剤の注入を停止している時に、第４薬剤を注入することを特徴とする（７）に記載の造水方法。
（９）前記第１薬剤と、前記第２薬剤、前記第３薬剤、前記第４薬剤から選ばれる少なくとも１つの薬剤とが同種の薬剤である場合に、同種の薬剤の少なくとも一部が、第１薬剤と混合するように同種の薬剤を注入することを特徴とする（１）〜（８）のいずれかに記載の造水方法。【００１６】
（１０）前記第４薬剤と、前記第１薬剤、前記第２薬剤、前記第３薬剤から選ばれる少なくとも１つの薬剤とが同種の薬剤である場合に、同種の薬剤の少なくとも一部が、第４薬剤と混合するように同種の薬剤を注入することを特徴とする（２）〜（８）のいずれかに記載の造水方法。
（１１）前記第１薬剤と、前記第２薬剤、前記第３薬剤、前記第４薬剤から選ばれる少なくとも１つの薬剤とが異種の薬剤である場合に、異種の薬剤が、第１の薬剤と混合しないように異種の薬剤を注入することを特徴とする（１）〜（８）のいずれかに記載の造水方法。
（１２）前記第４薬剤と、前記第１薬剤、前記第２薬剤、前記第３薬剤から選ばれる少なくとも１つの薬剤とが異種の薬剤である場合に、異種の薬剤が、第４の薬剤と混合しないように異種の薬剤を注入することを特徴とする（２）〜（８）のいずれかに記載の造水方法。【００１７】
（１３）前記濃縮水Ａと前記被処理水Ｂとを混合する水混合手段と、前記第４薬剤の注入手段との間にｐＨ計、ＯＲＰ計、塩素濃度計、ＥＣ計、ＴＯＣ計、アンモニア計、ＴＮ計、ＤＯ計から選ばれる第１計器を備え、第１計器の指示値に基づいて、第４薬剤の注入量を決定することを特徴とする（１０）に記載の造水方法。
（１４）前記第１薬剤、前記第２薬剤、前記第３薬剤、前記第４薬剤から選ばれる少なくとも１つの薬剤が酸もしくはアルカリのいずれかである場合に、該薬剤の注入点よりも上流で、液のＯＲＰ値を規定値以内に調整することを特徴とする（１）〜（１３）のいずれかに記載の造水方法。
（１５）前記第１薬剤、前記第２薬剤、前記第３薬剤、前記第４薬剤から選ばれる少なくとも1つの薬剤が酸もしくはアルカリのいずれかである場合に、薬剤が酸もしくはアルカリである全ての薬剤の注入手段より上流側に、液のＯＲＰ値を測定するための第１ＯＲＰ計と、該液に第５薬剤として酸化剤あるいは還元剤を連続的あるいは間欠的に注入するための第５薬剤注入手段と、第５薬剤が注入された液のＯＲＰ値を測定するための第２ＯＲＰ計とを、上流側からその順で備え、第５薬剤注入手段で注入する酸化剤あるいは還元剤の注入開始を、前記第１ＯＲＰ計での測定値により決定し、注入停止を、前記第２ＯＲＰ計での測定値により決定することを特徴とする（１４）に記載の造水方法。【００１８】
（１６）濃縮水ＡのＯＲＰ値を測定し、該ＯＲＰ値が規定値を超えたときに、濃縮水Ａを装置外に排出し、かつ、前記半透膜処理装置Ｂの半透膜処理を停止することを特徴とする（１）〜（１５）のいずれかに記載の造水方法。
（１７）前記半透膜処理装置Ａが、耐塩素性半透膜を備えた半透膜処理装置であり、かつ、前記第１薬剤が塩素系薬剤であることを特徴とする（１）〜（１６）のいずれかに記載の造水方法。
（１８）前記半透膜処理装置Ｂが、耐塩素性半透膜を備えた半透膜処理装置であり、かつ、前記第２薬剤、前記第３薬剤、前記第４薬剤から選ばれる少なくとも１つの薬剤が塩素系薬剤であることを特徴とする（１）〜（１７）のいずれかに記載の造水方法。
（１９）前記第２薬剤が塩素系薬剤であり、かつ、前記被処理水Ａとして窒素含有水を供給すること、および／または、被処理水Ａあるいは前記濃縮水Ａあるいは前記混合水に窒素含有薬剤を注入することを特徴とする（１）〜（１７）のいずれかに記載の造水方法。
【発明の効果】
【００１９】
本発明により得られる効果は以下の通りである。【００２０】
請求項１の発明では、被処理水Ａに注入した第１薬剤は、被処理水Ａを半透膜処理装置Ａに送液するための配管と、半透膜処理装置Ａとを洗浄／殺菌した後に、少なくとも一部が濃縮水Ａに混入し、濃縮水Ａを水混合手段に送液するための配管を洗浄／殺菌する。さらに、第１薬剤を含んだ濃縮水Ａは被処理水Ｂと混合するため、濃縮水Ａと被処理水Ｂとを混合する水混合手段と、半透膜処理装置Ｂとの洗浄／殺菌に必要な薬剤の少なくとも一部をまかなうことができる。また、被処理水Ｂに注入した第２薬剤は、被処理水Ｂを半透膜処理装置Ｂに送液するための配管と、水混合手段と、半透膜処理装置Ｂとを洗浄／殺菌する。このように、上流の２カ所において薬剤を注入するため、少なくとも微生物が発生しやすい被処理水や濃縮水が接触する半透膜処理装置およびその上流の配管は全て薬剤と接触するため、洗浄／殺菌効果を得ることができる。【００２１】
請求項２の発明では、第３薬剤を連続的もしくは間欠的に注入することによって、半透膜処理装置Ａの濃縮水Ａ配管を効果的に洗浄／殺菌することが可能である。濃縮水Ａは、半透膜処理装置Ａの原水を濃縮したものであり、微生物の基質濃度が高くなるため、配管内にバイオフィルムが形成しやすい。また、半透膜処理装置、配管それぞれに適した異なる薬剤を利用する、半透膜処理装置によって薬剤が消化されてしまう場合に補填することなどによって、洗浄／殺菌効果の向上、薬剤使用量低下を図ることが可能である。【００２２】
また、混合水に、第４薬剤を連続的もしくは間欠的に注入することによって、半透膜処理装置Ｂを効果的に殺菌可能である。上流側に第１薬剤および／または第２薬剤および／または第３薬剤を添加するが、薬剤が洗浄／殺菌効果を発揮するのに伴い、その効果は次第に消費されていくため、洗浄／殺菌効果が不十分となる場合がある。また、配管用とは異なる半透膜処理装置用の薬剤を使用することによって、洗浄／殺菌効果の向上を図ることも可能である。【００２３】
請求項３の発明では、半透膜処理装置Ａの濃縮水Ａ側に残余する薬剤の濃度を維持可能な第１薬剤と半透膜処理装置Ａとの組合せとすることによって、濃縮水Ａ配管の洗浄／殺菌効果を期待することができる。さらに、濃縮水Ａが、被処理水Ｂと混合しＸ倍に希釈される場合、濃縮水Ａの薬剤濃度が、半透膜処理装置Ａの原水入口（一次側）の薬剤濃度のＸ倍に濃縮されるような第１薬剤と半透膜処理装置Ａとの組合せとすることによって、水混合手段および混合水配管の洗浄／殺菌効果を期待することができる。【００２４】
請求項４の発明では、特に、第２薬剤が、半透膜処理装置Ｂの機能を低下させてしまう場合や、半透膜処理装置Ａの濃縮水Ａ側から供給される薬剤（第１薬剤および／または第２薬剤）の効果を消失あるいは低減させてしまう場合、これらを回避することが可能となる。【００２５】
特に、請求項５の発明のように、前記第１中和剤が、前記第１薬剤および／または前記第３薬剤および／または前記第４薬剤の洗浄／殺菌効果を消失あるいは低減させる効果のある中和剤であり、かつ、第２薬剤が、半透膜処理装置Ｂの機能を低下させてしまう場合、半透膜処理装置Ａの濃縮水Ａと被処理水Ｂとが混合される前に、第２薬剤の効果を消失あるいは低減させてしまうことによって、第１薬剤および／または第３薬剤および／または第４薬剤の洗浄／殺菌効果を持続させることが可能である。【００２６】
さらに、請求項６の発明のように、第１中和剤を注入しないときに、第１薬剤および／または第３薬剤および／または第４薬剤を注入することによって、第１中和剤と、第１薬剤および／または第３薬剤および／または第４薬剤とが接触する機会をさらに低減することが可能であり、第１薬剤および／または第３薬剤および／または第４薬剤の洗浄／殺菌効果を持続させることが可能である。【００２７】
請求項７の発明では、第１薬剤、第２薬剤、第３薬剤のいずれかの薬剤剤が半透膜処理装置Ｂの機能を低減させてしまう場合、これらの薬剤が半透膜処理装置Ｂに供給される前に、その効果を消失あるいは低減させてしまうことが好ましい。よって、これらの薬剤が半透膜処理装置Ｂに供給される前に第２中和剤を注入し薬剤の効果を低減させてしまうことにより、半透膜処理装置Ｂの機能を維持することができる。しかし、それだけでは、半透膜処理装置Ｂの洗浄／殺菌が不十分となるため、第２中和剤を注入した後に第４薬剤を注入することで、半透膜処理装置Ｂを洗浄／殺菌することができる。【００２８】
ここで、第２中和剤によって第４薬剤の洗浄／殺菌効果が消失もしくは低減される場合には、請求項８の発明のように、第２中和剤の注入停止時に第４薬剤を注入することによって、混合水中に残存する第２中和剤によって第４薬剤の効果を消失もしくは低減することを抑制し、半透膜処理装置Ｂの洗浄／殺菌効果を高めることができる。【００２９】
請求項９の発明では、主に半透膜処理装置Ａを殺菌するために注入される第１薬剤と同種の薬剤を第２薬剤あるいは第３薬剤あるいは第４薬剤に用いることによって、半透膜処理装置Ａの濃縮水Ａに残存する第１薬剤を有効利用することが可能となる。一般的に、薬剤は、一定濃度以上で洗浄／殺菌効果が発現すると考えられるため、第２薬剤あるいは第３薬剤あるいは第４薬剤を洗浄／殺菌効果が発現されるように補充することで、薬剤注入量を削減することができる。特に、第１薬剤の注入時に第２薬剤あるいは第３薬剤あるいは第４薬剤を注入することで、洗浄／殺菌効果が発現する必要最小限の薬剤濃度に調整することが可能となる。【００３０】
請求項１０の発明では、第４薬剤の注入点より上流側で注入される第１薬剤あるいは第２薬剤あるいは第３薬剤と同種の薬剤を、主に半透膜処理装置Ｂを洗浄／殺菌するために注入される第４薬剤に用いることによって、上流側で注入された残存薬剤を有効利用することが可能となる。一般的に、薬剤は、一定濃度以上で洗浄／殺菌効果が発現すると考えられるため、洗浄／殺菌効果が発現されるように第４薬剤を補充することで、薬剤注入量を削減することができる。【００３１】
特に、請求項１３の発明のように、水混合手段と第４薬剤の注入点との間にｐＨ計、ＯＲＰ計、塩素濃度計、ＥＣ計、ＴＯＣ計、アンモニア計、ＴＮ計、ＤＯ計から選ばれる第１計器を備え、該第１計器の指示値が第４薬剤と同種の薬剤濃度に基づく計器であり、該第１計器の指示値に基づいて第４薬剤の注入点に流入する薬剤濃度を推定し、第４薬剤添加量を調整することによって、洗浄／殺菌効果を発現する薬剤濃度の過不足を抑制することが可能となる。また、該第１計器の指示値が第４薬剤を中和する中和剤濃度に基づく計器であり、該第１計器の指示値に基づいて第４薬剤注入点に流入する中和剤濃度を推定し、第４薬剤添加量や注入開始を調整することによって、第４薬剤の効果を高めることができる。【００３２】
ここで、ｐＨ（potential Hydrogen）とは、物質の酸性、アルカリ性の度合いを示すものである。ｐＨが小さいほど酸性が強く、逆にｐＨが大きいほどアルカリ性が強いとされる。一般的に微生物はｐＨが６〜８の間で繁殖しやすいため、殺菌するためにはｐＨを６未満、もしくは、８以上にすることが多い。また、膜の洗浄では、酸洗浄でｐＨを２〜４、アルカリ洗浄でｐＨを９〜１１にすることで、有機物やスケールの除去を行うことが多い。本発明において、ｐＨを測定するためのｐＨ計としては、公知の測定機器を使用することができる。【００３３】
ＯＲＰ（Oxidation-Reduction Potential）値とは、酸化還元電位の値であり、酸化還元反応における電子の授受の際に発生する電位のことである。酸化剤は、他の物質から電子を奪うため、ＯＲＰ値はプラスになり、反対に、還元剤は、他の物質に電子を与えるため、ＯＲＰ値はマイナスになる。さらに、ＯＲＰ値がプラスに高いほうが酸化力は強く、マイナスに低いほうが還元力は大きいといえる。一般的に、遊離塩素のＯＲＰ値は７５０ｍＶ以上を示すといわれ、強酸化剤とされている。本発明において、ＯＲＰを測定するためのＯＲＰ計としては、公知の測定機器を使用することができる。【００３４】
塩素濃度とは、遊離塩素濃度もしくは遊離塩素と結合塩素とをあわせた濃度のことである。遊離塩素は強い酸化力で微生物を破壊するため殺菌効果がある。また、クロラミンのような結合塩素も遊離塩素に比べるとおよそ数分の１の効果ではあるが比較的強い殺菌効果をもつ。本発明において、塩素濃度を測定するための塩素濃度計としては、公知の測定機器を使用することができる。【００３５】
ＥＣ（Electronic Conductivity）は電気伝導度と呼ばれ、水中のイオンが移動することで流れた電気量を計測することで、水の中に含まれるイオン濃度の総量を表す。ＥＣが高いほうがイオン濃度は高いといえ、薬剤の注入量を計測することができる。本発明において、ＥＣを測定するためのＥＣ計としては、公知の測定機器を使用することができる。【００３６】
ＴＯＣ（Total Organic Carbon）は全有機炭素のことで、水中の酸化されうる有機物の全量を炭素の量で示したものである。クエン酸などの有機酸は炭素を含む薬剤であるため、ＴＯＣによって薬剤量を計測することができる。本発明において、ＴＯＣを測定するためのＴＯＣ計としては、公知の測定機器を使用することができる。【００３７】
アンモニアはアルカリであり、また、塩素と結合するとクロラミンを生成するため、殺菌効果を得ることができる。本発明において、アンモニアを測定するためのアンモニア計としては、公知の測定機器を使用することができる。【００３８】
ＴＮ（Total Nitrogen）は全窒素のことで、有機および無機（アンモニア態・亜硝酸態・硝酸態）の窒素化合物の総量である。クロラミンなどの窒素を含有する薬剤はＴＮによって薬剤量を計測することができる。本発明において、ＴＮを測定するためのＴＮ計としては、公知の測定機器を使用することができる。【００３９】
ＤＯ（Dissolved Oxygen）は溶存酸素のことである。微生物は酸素を好む好気性のものや酸素が無い状態を好む嫌気性のものがおり、好気性微生物は液中のＤＯが無くなると抑制され、嫌気性微生物は液中にＤＯが存在すると抑制される。そのため、亜硝酸ナトリウムのように液中のＤＯを減少させる薬剤を注入し、ＤＯを制御することで、微生物の発生を抑制することができる。本発明において、ＤＯを測定するためのＤＯ計としては、公知の測定機器を使用することができる。【００４０】
請求項１１の発明では、主に半透膜処理装置Ａを洗浄／殺菌するために注入される第１薬剤と異種の薬剤を第２薬剤あるいは第３薬剤あるいは第４薬剤に用いることによって、第１薬剤注入点より下流の配管および半透膜処理装置Ｂの洗浄／殺菌効果を高めることが可能となる。一般的に、１種の薬剤のみを常時使用する場合、その薬剤に対する耐性を備えた微生物が発生しやすくなる。そこで、第２薬剤あるいは第３薬剤あるいは第４薬剤として第１薬剤とは異なる種の薬剤を用いて配管または半透膜処理装置を殺菌することによって、薬剤耐性を備えた微生物の発生を抑制し、殺菌効果を高めることができる。【００４１】
特に、第１薬剤の注入停止時に第２薬剤あるいは第３薬剤あるいは第４薬剤を注入することで、殺菌効果をさらに高めることができる。また、第１薬剤と第２薬剤あるいは第３薬剤あるいは第４薬剤とが、混合することによって、一方の殺菌効果を低減させてしまったり、有害物質が発生したりするなどの負の影響が発生する組合せの場合、そのような負の影響を回避することが可能となる。【００４２】
請求項１２の発明では、第４薬剤注入点より上流側で注入される第１薬剤あるいは第２薬剤あるいは第３薬剤と異種の薬剤を、主に半透膜処理装置Ｂを殺菌するために注入される第４薬剤に用いることによって、半透膜処理装置Ｂの殺菌効果を高めることができる。【００４３】
請求項１４の発明では、通常、半透膜は、次亜塩素酸ナトリウム、二酸化塩素、過酸化水素などの強酸化剤には弱いため、上流側でＯＲＰ値を測定し、還元剤を注入する制御を行うことが多い。一方、配管や半透膜処理装置の洗浄／殺菌のために、薬剤として酸やアルカリを注入することがあるが、酸やアルカリはＯＲＰ値を変化させる。そのため、酸やアルカリを注入する前に液のＯＲＰ値を測定することで、残留塩素等の酸化剤によるＯＲＰ値を正確に把握することができ、液中の残留塩素量等に応じた適正量の還元剤を注入することで、残留塩素を確実に失活させることができ、残留塩素による半透膜の劣化を防ぐことができる。【００４４】
さらに、請求項１５の発明では、第５薬剤の注入点よりも上流に設置した第１ＯＲＰ計での測定値が規定値を超えた場合に第５薬剤の注入を開始し、第５薬剤の注入点よりも下流に設置した第２ＯＲＰ計での測定値が規定値の範囲内になった場合に第５薬剤の注入を停止することで、残留塩素等の半透膜を劣化しうる成分が失活されていない被処理水あるいは混合水が発生せず、半透膜の劣化を防ぐことができ、かつ、無駄な薬剤量を注入しないで済ませることができる。【００４５】
請求項１６の発明では、濃縮水Ａとして、半透膜処理装置Ｂを劣化させるＯＲＰ値をもつ濃縮水が生成したときには、その濃縮水Ａを弁から系外に排出することにより半透膜処理装置Ｂの劣化を防ぐことができる。これに伴い、半透膜処理装置Ｂへの供給水量は減少し、かつ、半透膜処理装置Ｂへの供給水の浸透圧が変化するため、半透膜処理装置Ｂの運転を停止することで半透膜処理装置Ｂの破損を防ぐことができる。【００４６】
請求項１７の発明では、半透膜処理装置Ａに耐塩素性半透膜を用いることによって、通常配管殺菌に利用される次亜塩素酸ナトリウムなどの塩素系薬剤を第１薬剤として利用可能であり、半透膜処理装置Ａの洗浄／殺菌後もそのまま半透膜処理装置Ａの濃縮水Ａ配管や半透膜処理装置Ｂの洗浄／殺菌に利用可能である。【００４７】
請求項１８の発明では、半透膜処理装置Ｂに耐塩素性半透膜を用い、通常配管殺菌に利用される次亜塩素酸ナトリウムなどの塩素系薬剤を第２薬剤または第３薬剤または第４薬剤として利用することによって、配管洗浄後の塩素系薬剤をそのまま利用して半透膜処理装置Ｂを洗浄／殺菌可能となる。【００４８】
請求項１９の発明では、第２薬剤の塩素含有液と被処理水Ａに含まれる窒素成分あるいは注入した窒素含有薬剤との混合により、クロラミンを発生させ、このクロラミンの殺菌効果により、半透膜処理装置Ｂを薬液洗浄することができる。半透膜処理装置Ｂが遊離塩素等の強酸化剤に耐性が無い場合は、クロラミンによる薬液洗浄が有効である。被処理水Ａが下水や畜産農業廃水等で窒素成分を含有している場合には、濃縮水Ａでの濃縮した窒素成分と、第２薬剤として注入した塩素含有液とが反応してクロラミンを形成する。被処理水Ｂを送液する配管等は洗浄／殺菌力の強い遊離塩素で洗浄／殺菌を行い、この遊離塩素を半透膜処理装置Ｂの劣化防止のために中和することなく、被処理水Ａから流入する窒素成分と反応させクロラミンを生成させることで、半透膜処理装置Ｂを洗浄／殺菌することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明に係る造水システムの一実施態様を示すフロー図である。
【図２】本発明に係る造水システムの別の一実施態様を示すフロー図である。
【図３】本発明に係る造水システムのさらに別の一実施態様を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００５０】
以下、本発明の望ましい実施の形態を、図面を用いて説明する。ただし、本発明の範囲がこれらに限られるものではない。
【００５１】
図１は本発明を適用した造水システムの一実施態様のフローを示す図である。この造水システムは、被処理水Ａ１を半透膜処理装置Ａ２で半透膜処理する半透膜処理プロセスＡ１００と、被処理水Ｂ４を半透膜処理装置Ｂ６で半透膜処理する半透膜処理プロセスＢ２００とを具備する。この半透膜処理プロセスＡ１００では、被処理水Ａ１を半透膜処理装置Ａ２に供給するための被処理水Ａ送液配管１０１と、被処理水Ａ送液配管１０１に設置する半透膜処理装置Ａ２に被処理水Ａ１を供給するための昇圧ポンプ１１１と、被処理水Ａ送液配管１０１に連通する半透膜処理装置Ａ２と、半透膜処理装置Ａ２の２次側（膜透過水側）に連通する膜透過水配管１０２と、半透膜処理装置Ａ２および／または被処理水Ａ送液配管１０１を薬液洗浄するための第１薬剤用の第１薬剤タンク１０と、第１薬剤を連続的もしくは間欠的に被処理水Ａに注入する第１薬剤注入手段としての第１薬剤送液ポンプ１１とを備えている。
【００５２】
また、半透膜処理プロセスＢ２００では、被処理水Ｂ４を混合水タンク５に供給するための被処理水Ｂ送液配管１０３と、半透膜処理装置Ａ２の１次側（被処理水側）に連通し、濃縮水Ａを水混合手段としての混合水タンク５に供給するための濃縮水Ａ送液配管１０４と、被処理水Ｂ送液配管１０３と濃縮水Ａ送液配管１０４とに連通し被処理水Ｂ４と濃縮水Ａを混合し混合水を得るための混合水タンク５と、混合水を半透膜処理装置Ｂ６に供給するための混合水送液配管１０５と、混合水送液配管１０５に設置し、半透膜処理装置Ｂ６に混合水を供給するための昇圧ポンプ１１２と、混合水送液配管１０５に連通する半透膜処理装置Ｂ６と、半透膜処理装置Ｂ６の２次側（膜透過水側）に連通する膜透過水配管１０６と、半透膜処理装置Ｂ６の１次側（被処理水側）に連通する濃縮水配管１０７と、被処理水Ｂ送液配管１０３を薬液洗浄するための第２薬剤用の第２薬剤タンク２０と、第２薬剤を被処理水Ｂに連続的もしくは間欠的に注入する第２薬剤注入手段としての第２薬剤送液ポンプ２１とを備えている。
【００５３】
ここで、前記濃縮水Ａに、第３薬剤を連続的もしくは間欠的に注入する第３薬剤注入手段、および／または、前記混合水に、第４薬剤を連続的もしくは間欠的に注入する第４薬剤注入手段を備えていることが好ましい。
【００５４】
ここにおいて、被処理水Ａ１は、半透膜処理装置Ａ２に供給されるための供給水を指す。また被処理水Ａ１の性状・成分は、特に限定されるものではなく、例えば、下水、工場廃水、海水、かん水、湖沼水、河川水、地下水などであり、また、これらの原水に対し、活性汚泥処理、プレフィルター、精密ろ過膜処理、限外ろ過膜処理、活性炭処理、オゾン処理、紫外線照射処理などの生物学的および／または物理的および／または化学的な前処理を施したものを被処理水Ａとし、半透膜処理装置Ａ２で発生するファウリングを低減させても良い。被処理水Ｂ４についても、その性状・成分は被処理水Ａと同様であるが、前記濃縮水Ａの浸透圧が前記被処理水Ｂの浸透圧よりも低くなるように、原水を組合せれば、濃縮水Ａを混合することによって被処理水Ｂの浸透圧を低下でき、半透膜処理設備Ｂに供給する水の昇圧水準を抑えることができる。
【００５５】
このような浸透圧の関係とするためには、被処理水Ａとして浸透圧の低い原水を用い、被処理水Ｂとして、浸透圧の高い原水を用いればよい。浸透圧の低い原水としては、塩分濃度が低い水を用い、浸透圧の高い原水としては、塩分濃度が高い水を用いることが好ましい。塩分濃度が低い水としては、一般的に、下水、産業廃水、河川水、あるいはこれらを前処理した後の処理水が挙げられる。また、塩分濃度が高い水としては、一般的に、海水、塩湖水、かん水が挙げられる。具体的には、被処理水Ａとして下廃水を膜分離活性汚泥法で処理した２次処理水、被処理水Ｂとして海水とする組合せなどが例示される。
【００５６】
また、上記の各種配管の途中に、活性汚泥処理、プレフィルター、精密ろ過膜処理、限外ろ過膜処理、活性炭処理、オゾン処理、紫外線照射処理などの生物学的および／または物理的および／または化学的な処理や中間タンクなどを設けてもよい。
【００５７】
また、半透膜処理装置ＡおよびＢは、装置内に備えた半透膜によって、透過水と濃縮水とに分離する機能を有すものであれば、特に形状および素材は限定されない。ここで、半透膜とは、被処理水中の一部の成分を透過させない半透性の膜であり、例えば溶媒を透過させ溶質を透過させない半透性の膜が挙げられる。水処理技術で使用される半透膜の一例としては、ナノろ過膜や逆浸透膜が挙げられる。ナノろ過膜あるいは逆浸透膜は、被処理水中に含まれる溶質を再生水として利用可能な濃度まで低減することができる性能を有していることが要求される。具体的には、塩分やミネラル成分等、多種のイオン、例えばカルシウムイオン、マグネシウムイオン、硫酸イオンのような二価イオンや、ナトリウムイオン、カリウムイオン、塩素イオンのような一価イオン、また、フミン酸（分子量Ｍｗ≧１００，０００）、フルボ酸（分子量Ｍｗ＝１００〜１，０００）、アルコール、エーテル、糖類などをはじめとする溶解性有機物を阻止する性能を有することが求められる。ＮＦ膜とは、操作圧力が１．５ＭＰａ以下で、分画分子量が２００〜１，０００で、塩化ナトリウム阻止率９０％以下の逆浸透ろ過膜と定義されており、それよりも分画分子量の小さく、高い阻止性能を有するものを逆浸透膜（ＲＯ膜）という。また、逆浸透膜でもナノろ過膜に近いものはルース逆浸透膜とも呼ばれる。
【００５８】
ナノろ過膜や逆浸透膜は、中空糸膜や平膜の形状があり、いずれも本発明において適用することができる。また、取り扱いを容易にするため中空糸膜や平膜を筐体に収めて流体分離素子（エレメント）としたものを用いることができる。この流体分離素子は、ナノろ過膜や逆浸透膜として平膜状のものを用いる場合、例えば、多数の孔を穿設した筒状の中心パイプの周囲に、ナノろ過膜あるいは逆浸透膜とトリコットなどの透過水流路材と、プラスチックネットなどの供給水流路材とを含む膜ユニットを巻回し、これらを円筒状の筐体に収めた構造とするのが好ましい。複数の流体分離素子を直列あるいは並列に接続して分離膜モジュールとすることも好ましい。この流体分離素子において、供給水は一方の端部からユニット内に供給され、他方の端部に到達するまでの間にナノろ過膜あるいは逆浸透膜を透過した透過水が、中心パイプへと流れ、他方の端部において中心パイプから取り出される。一方、ナノろ過膜あるいは逆浸透膜を透過しなかった供給水は、他方の端部において濃縮水として取り出される。
【００５９】
これらナノろ過膜あるいは逆浸透膜の膜素材としては、酢酸セルロース、セルロース系のポリマー、ポリアミド、及びビニルポリマーなどの高分子材料を用いることができる。代表的なナノろ過膜／逆浸透膜としては、酢酸セルロース系またはポリアミド系の非対称膜、及び、ポリアミド系またはポリ尿素系の活性層を有する複合膜を挙げることができる。
【００６０】
また、被処理水Ａ送液配管１０１、膜透過水配管１０２、被処理水Ｂ送液配管１０３、濃縮水Ａ送液配管１０４、混合水送液配管１０５、膜透過水配管１０６、濃縮水配管１０７の各配管は、液体を移送する機能を有する素材・形状であれば特に限定するものではないが、移送する液体の性状、注入する薬品の性状、加える圧力に耐性のあるものが好ましい。
【００６１】
昇圧ポンプ１１１および昇圧ポンプ１１２は、それぞれ被処理水Ａおよび混合水を加圧し、半透膜処理装置に液体を供給・分離するための昇圧機能を有しているポンプである。対象液の浸透圧が低い場合は、対象液を供給することにより加圧する供給ポンプを設置し、また、対象液の浸透圧が高い場合は、対象液を送液するポンプと、膜透過を実施するために対象液を昇圧して半透膜処理装置に供給するための昇圧ポンプとを設置することが好ましい。
【００６２】
水混合手段は、被処理水Ｂと濃縮水Ａとを混合する機能を有するものであれば、その方法、形式は特に限定しない。前記の混合水タンク５による方法、ラインミキサーによる方法、送液ポンプを利用する方法などが例示される。例えば、混合水タンク５としては、混合水を貯えることができ、薬剤や中和剤などの薬液に劣化しなければ特に制限されるものではなく、コンクリート槽、繊維強化プラスチック槽、プラスチック槽などが用いられる。槽内攪拌のための攪拌機を設けてもよい。
【００６３】
また、薬剤注入手段および後述の中和剤注入手段としては、配管途中に攪拌機付きのタンクを設け、該タンクに薬剤あるいは中和剤を注入し攪拌機で混合する方法や、昇圧ポンプよりも上流側で配管内に薬剤あるいは中和剤を注入し昇圧ポンプで混合する方法や、ラインミキサーを設置し混合する方法などがある。また、薬剤タンクおよび中和剤タンクは、薬剤や中和剤などの薬剤を貯えることができ、該薬剤で劣化しない材質であれば特に制限されるものではなく、繊維強化プラスチック槽、プラスチック槽などが用いられる。また、薬剤注入手段および後述の中和剤注入手段は、薬剤や中和剤を連続的に注入する連続注入式でも良く、タイマーやシグナルなどでＯＮ／ＯＦＦを切り替える間欠注入式としても良い。
【００６４】
また、第１薬剤は、主として被処理水Ａ送液配管１０１および／または半透膜処理装置Ａ２を洗浄／殺菌するために、第２薬剤は、主として被処理水Ｂ送液配管１０３を洗浄／殺菌するために、第３薬剤は、主として濃縮水送液配管１０４を洗浄／殺菌するために、第４薬剤は、主として半透膜処理装置Ｂ６を洗浄／殺菌するために、注入される。具体的には、シュウ酸やクエン酸、硫酸などの酸；  重亜硫酸ナトリウム、亜硫酸ナトリウム、チオ硫酸ナトリウム、シュウ酸などの還元剤；  水酸化ナトリウム、エチレンジアミン四酢酸ナトリウムなどのアルカリ；  次亜塩素酸ナトリウムや、二酸化塩素、過酸化水素などの酸化剤；  ２，２−ジブロモ−３−ニトリロプロピオンアミド（ＤＢＮＰＡ）、クロラミンなどの殺菌剤；  もしくは、界面活性剤、スケール防止剤などのその他の薬剤を、適宜選択して使用することができる。
【００６５】
ただし、通常、半透膜は、次亜塩素酸ナトリウム、二酸化塩素、過酸化水素などの強酸化剤には弱いため、後述の耐塩素性薬剤を適用する場合を除き、主として半透膜処理装置を洗浄／殺菌するために用いる第１薬剤および第４薬剤には、強酸化剤以外の殺菌剤を用いることが好ましい。一方、これらの強酸化剤は、比較的安価でありかつ殺菌力が強いことから、配管の殺菌には適しており、第２薬剤および第３薬剤として利用可能である。ただし、下流の半透膜処理装置Ｂの性能を低減させないために、第２薬剤として強酸化剤を利用する場合には、後述の第１中和剤および／または第２中和剤にて、第３薬剤として強酸化剤を利用する場合には、後述の第２中和剤にて、重亜硫酸ナトリウムなどの還元剤中和剤を用いて完全に中和することが好ましい。
【００６６】
なお、前記の通り、第１薬剤は、主として被処理水Ａ送液配管１０１および／または半透膜処理装置Ａ２を洗浄／殺菌するためのものであるが、被処理水Ａ送液配管１０１の洗浄／殺菌と半透膜処理装置Ａ２の洗浄／殺菌を区別し、まず被処理水Ａ送液配管１０１の洗浄／殺菌のために、次亜塩素酸ナトリウムなど配管洗浄／殺菌には適しているが半透膜処理装置Ａ２の性能を低減させる恐れのある薬剤を注入し、還元剤である重亜硫酸ナトリウムなどの中和剤で中和し、さらに、半透膜処理装置Ａの性能を低減させる恐れのない薬剤（酸、殺菌剤、弱酸化剤、シアン系殺菌剤、還元剤など）を注入してもよい。この場合、配管洗浄／殺菌には適しているが半透膜処理装置Ａ２の性能を低減させる恐れのある薬剤を被処理水Ａ送液配管１０１の上流側から注入し、下流方向に沿って中和剤、半透膜処理装置Ａの性能を低減させる恐れのない薬剤の順に注入することが好ましい。また、中和剤と半透膜処理装置Ａの性能を低減させる恐れのない薬剤を半透膜処理装置Ａ２の直前の位置で注入することで、被処理水Ａ送液配管１０１をより広範囲で殺菌することができるためさらに好ましい。
【００６７】
また、前記半透膜処理装置Ａからの排出時の前記濃縮水Ａにおける前記第１薬剤の濃度が、前記半透膜処理装置Ａへの供給時の前記被処理水Ａにおける前記第１薬剤の濃度より大きいことが好ましい。また、半透膜処理装置Ａの濃縮水が、被処理水Ｂと混合しＸ倍に希釈される場合、半透膜処理装置Ａの濃縮水の薬剤濃度が、半透膜処理装置Ａの原水入口（一次側）の薬剤濃度のＸ倍に濃縮されるような第１薬剤と半透膜処理装置Ａとの組合せとすることがより好ましい。その達成手段として具体的には、半透膜として逆浸透膜を用い、２，２−ジブロモ−３−ニトリロプロピオンアミド（ＤＢＮＰＡ）などの比較的分子量の大きい殺菌剤を用いることや、ｐＨを調整しイオン化させることで分離性能を高める方法などが挙げられる。
【００６８】
さらに、前記第２薬剤注入手段と前記水混合手段との間に、前記第２薬剤の洗浄／殺菌効果を消失あるいは低減させる効果のある第１中和剤を連続的もしくは間欠的に注入する第１中和剤注入手段を備えていることが好ましい。この態様をとることにより、第２薬剤が、半透膜処理装置Ｂの機能を低下させてしまう場合や、半透膜処理装置Ａの濃縮水側から供給される薬剤（第１薬剤および／または第２薬剤）の効果を消失あるいは低減させてしまう場合、これらを回避することが可能となる。
【００６９】
上記態様の場合、特に、前記第１中和剤が、前記第１薬剤、前記第３薬剤、前記第４薬剤から選ばれる少なくとも１つの薬剤の洗浄／殺菌効果を消失あるいは低減させる効果のある中和剤であることがさらに好ましい。この態様をとることにより、前記第１中和剤が、前記第１薬剤および／または前記第３薬剤および／または前記第４薬剤の洗浄／殺菌効果を消失あるいは低減させる効果のある中和剤であり、かつ、第２薬剤が、半透膜処理装置Ｂの機能を低下させてしまう場合、半透膜処理装置Ａの濃縮水と被処理水Ｂとが混合される前に、第２薬剤の効果を消失あるいは低減させてしまうことによって、第１薬剤および／または第３薬剤および／または第４薬剤の洗浄／殺菌効果を持続させることが可能となる。
【００７０】
また、前記第１中和剤注入手段が、前記第１中和剤を間欠的に注入する第１中和剤注入手段であり、かつ、前記第１薬剤注入手段が、前記第１薬剤を間欠的に注入する第１薬剤注入手段であり、かつ、該第１薬剤注入手段が、該第１中和剤注入手段による該第１中和剤の注入を停止している時に、該第１薬剤を注入する第１薬剤注入手段であること、および／または、前記第３薬剤注入手段が、前記第３薬剤を間欠的に注入する第３薬剤注入手段であり、かつ、該第３薬剤注入手段が、該第１中和剤注入手段による該第１中和剤の注入を停止している間に、該第３薬剤を注入する第３薬剤注入手段であること、および／または、前記第４薬剤注入手段が、前記第４薬剤を間欠的に注入する第４薬剤注入手段であり、かつ、該第４薬剤注入手段が、該第１中和剤注入手段による該第１中和剤の注入を停止している間に、該第４薬剤を注入する第４薬剤注入手段であることがより好ましい。この態様をとることにより、第１中和剤と、第１薬剤および／または第３薬剤および／または第４薬剤とが接触する機会をさらに低減することが可能であり、第１薬剤および／または第３薬剤および／または第４薬剤の殺菌効果を持続させることが可能である。
【００７１】
さらに、前記第２薬剤注入手段と前記第１中和剤注入手段との間に第２計器１１５を備え、該第２計器１１５の指示値に基づいて、該第２薬剤注入手段による前記第２薬剤の注入量を決定することがさらに好ましい。
【００７２】
ここで、第１中和剤および後述の第２中和剤は、薬剤の洗浄／殺菌効果を消失あるいは低減させる効果のあるものであれば特に限定されるものはない。具体的な薬剤とそれに対応する中和剤の組合せとしては、表１にまとめられるようなものがある。
【００７３】
【表１】
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【００７４】
また、該第２計器の指示値が第２薬剤と同種の薬剤濃度に基づく計器であり、該第２計器の指示値に基づいて第１中和剤注入点に流入する薬剤濃度を推定し、第１中和剤注入量を調整することによって、第２薬剤を過不足なく中和することが可能となる。これにより、中和剤注入量を最低限とすることで、中和剤注入量の抑制および過分な中和剤による下流側への負の影響（半透膜性能低減、下流の薬剤・中和剤効果の消失・低減、有毒副生成物の発生等）を抑制することができる。具体的には、第２薬剤として酸あるいはアルカリを用いたときには、第２計器としてｐＨ計を用いることができる。また、第２薬剤として酸化剤あるいは還元剤を用いたときには、第２計器としてＯＲＰ計を用いることができる。また、第２薬剤として塩素含有水を用いたときには、第２計器として塩素濃度計も利用できる。
【００７５】
また、該第２計器の指示値に基づいて、該第１中和剤注入手段による前記第１中和剤の注入量を決定する方法としては、第２計器の指示値から薬剤濃度を推定する演算式を予め決定し、その演算式から第２薬剤を中和するために必要な第１中和剤注入量を計算し、当該第１中和剤注入量に応じた量の第１中和剤を注入するように第１中和剤送液ポンプの流量を変動させる方法や、予め複数種の第１中和剤送液ポンプを準備し、第２計器の指示値に応じてどのポンプをＯＮ／ＯＦＦとするのかを決定し実行する方法などがある。
【００７６】
また、前記第４薬剤注入手段を備え、かつ、前記水混合手段と該第４薬剤注入手段との間に、前記第１薬剤、前記第２薬剤、前記第３薬剤から選ばれる少なくとも１つの薬剤の洗浄／殺菌効果を消失あるいは低減させる効果のある第２中和剤を連続的もしくは間欠的に注入する第２中和剤注入手段を備えていることが好ましい。この態様をとることにより、第１薬剤、第２薬剤、第３薬剤のいずれかの薬剤が半透膜処理装置Ｂの機能を低減させてしまう場合、これらの薬剤が半透膜処理装置Ｂに供給される前に第２中和剤を注入し薬剤の効果を低減させてしまうことにより、半透膜処理装置Ｂの機能を維持することができる。
【００７７】
さらに、前記第２中和剤注入手段が、前記第２中和剤を間欠的に注入する第２中和剤注入手段であり、かつ、前記第４薬剤注入手段が、前記第４薬剤を間欠的に注入する第４薬剤注入手段であり、かつ、該第４薬剤注入手段が、該第２中和剤注入手段による該第２中和剤の注入を停止している時に、該第４薬剤を注入する第４薬剤注入手段であることが好ましい。この態様をとることにより、混合水中に残存する第２中和剤によって第４薬剤の効果を消失もしくは低減することを抑制し、半透膜処理装置Ｂの洗浄／殺菌効果を高めることができる。
【００７８】
ここで、混合水送液配管１０５上に、半透膜処理装置Ｂに濁質成分が流入するのを防ぐための保安フィルター１１３を設置するときには、水混合手段（水混合タンク５）と第２中和剤注入手段との間に設置することが好ましい。
【００７９】
また、前記第１薬剤と、前記第２薬剤、前記第３薬剤、前記第４薬剤から選ばれる少なくとも１つの薬剤とが同種の薬剤であることが好ましい。この態様をとることにより、半透膜処理装置Ａの濃縮水に残存する第１薬剤を有効利用することが可能となる。一般的に、薬剤は、一定濃度以上で洗浄／殺菌効果が発現すると考えられるため、第２薬剤あるいは第３薬剤あるいは第４薬剤を洗浄／殺菌効果が発現されるように補充することで、薬剤注入量を削減することができる。
【００８０】
さらに、前記第２薬剤注入手段が、前記第１薬剤注入手段によって前記第１薬剤を注入している時に、前記第２薬剤を注入する該第２薬剤注入手段であること、および／または、前記第３薬剤注入手段が、前記第１薬剤注入手段によって前記第１薬剤を注入している時に、前記第３薬剤を注入する該第３薬剤注入手段であること、および／または、前記第４薬剤注入手段が、前記第１薬剤注入手段によって前記第１薬剤を注入している時に、前記第４薬剤を注入する該第４薬剤注入手段であることがさらに好ましい。この態様をとることにより、洗浄／殺菌効果が発現する必要最小限の薬剤濃度に調整することが可能となる。
【００８１】
ここで、同種の薬剤とは、同じ化学種の薬品を含むことを意味する。例えば、第１薬剤と第２薬剤がともに酸系の薬剤であれば、第１薬剤と第２薬剤は同種の薬剤と見なす。アルカリ系、強酸化剤系、弱酸化剤系、シアン系、還元剤系も同様である。
【００８２】
また、前記第４薬剤注入手段を備え、かつ、該第４薬剤注入手段によって注入される前記第４薬剤と、前記第１薬剤、前記第２薬剤、前記第３薬剤から選ばれる少なくとも１つの薬剤とが同種の薬剤であることが好ましい。この態様をとることにより、上流側で注入された残存薬剤を有効利用することが可能となる。一般的に、薬剤は、一定濃度以上で洗浄／殺菌効果が発現すると考えられるため、洗浄／殺菌効果が発現されるように第４薬剤を補充することで、薬剤注入量を削減することができる。
【００８３】
さらに、前記水混合手段と前記第４薬剤注入手段との間に第１計器１１４を備え、該第１計器１１４の指示値に基づいて、該第４薬剤注入手段による前記第４薬剤の注入量を決定することがさらに好ましい。
【００８４】
ここで、該第１計器１１４の指示値が第４薬剤と同種の薬剤濃度に基づく計器であり、該第１計器１１４の指示値に基づいて第４薬剤注入点に流入する薬剤濃度を推定し、第４薬剤添加量を調整することによって、洗浄／殺菌効果を発現する薬剤濃度の過不足を抑制することが可能となる。具体的には、薬剤として酸あるいはアルカリを用いたときには、第１計器１１４としてｐＨ計を用いることができる。また、薬剤として酸化剤あるいは還元剤を用いたときには、第１計器１１４としてＯＲＰ計を用いることができる。また、薬剤として塩素含有水を用いたときには、第１計器１１４として塩素濃度計も利用できる。
【００８５】
また、該第１計器１１４の指示値に基づいて、該第４薬剤注入手段による前記第４薬剤の注入量を決定する方法としては、第１計器１１４の指示値から薬剤濃度を推定する演算式を予め決定し、その演算式から洗浄／殺菌効果を発現するために必要な薬剤注入量を計算し、当該薬剤注入量に応じた量の薬剤を、注入するように第４薬剤送液ポンプの流量を変動させる方法や、予め複数種の第４薬剤送液ポンプを準備し、第１計器１１４の指示値に応じてどのポンプをＯＮ／ＯＦＦとするのかを決定し実行する方法などがある。
【００８６】
また、該第１計器１１４の指示値が第４薬剤を中和する中和剤濃度に基づく計器であり、該第１計器１１４の指示値に基づいて第４薬剤注入点に流入する中和剤濃度を推定し、第４薬剤添加量や注入開始を調整することによって、第４薬剤の効果を高めることができる。具体的には、該中和剤が酸あるいはアルカリである場合には、第１計器１１４としてｐＨ計を用いることができる。また、該中和剤が酸化剤あるいは還元剤である場合には、第１計器１１４としてＯＲＰ計を用いることができる。また、中和剤として塩素含有水である場合には、第１計器１１４として塩素濃度計も利用できる。
【００８７】
また、前記第１薬剤と、前記第２薬剤、前記第３薬剤、前記第４薬剤から選ばれる少なくとも１つの薬剤とが異種の薬剤であることが好ましい。この態様をとることにより、第１薬剤注入点より下流の配管および半透膜処理装置Ｂの洗浄／殺菌効果を高めることが可能となる。一般的に、１種の薬剤のみを常時使用する場合、その薬剤に対する耐性を備えた微生物が発生しやすくなる。そこで、第２薬剤あるいは第３薬剤あるいは第４薬剤として第１薬剤とは異なる種の薬剤を用いて配管または半透膜処理装置を洗浄／殺菌することによって、薬剤耐性を備えた微生物の発生を抑制し、洗浄／殺菌効果を高めることができる。
【００８８】
さらに、前記第２薬剤注入手段が、前記第１薬剤注入手段によって前記第１薬剤を注入していない時に、前記第２薬剤を注入する該第２薬剤注入手段であること、および／または、前記第３薬剤注入手段が、前記第１薬剤注入手段によって前記第１薬剤を注入していない時に、前記第３薬剤を注入する該第３薬剤注入手段であること、および／または、前記第４薬剤注入手段が、前記第１薬剤注入手段によって前記第１薬剤を注入していない時に、前記第４薬剤を注入する該第４薬剤注入手段であることであることがさらに好ましい。この態様をとることにより、洗浄／殺菌効果をさらに高めることができる。また、第１薬剤と第２薬剤あるいは第３薬剤あるいは第４薬剤とが、混合することによって、一方の洗浄／殺菌効果を低減させてしまったり、有害物質が発生したりするなどの負の影響が発生する組合せの場合、そのような負の影響を回避することが可能となる。
【００８９】
ここで、異種の薬剤とは、主成分となる化学種の薬品が異なること、即ち、前記同種の薬剤ではないことを意味する。例えば、第１薬剤が酸であり、第２殺菌剤が強酸化剤であれば異種とみなす。
【００９０】
また、前記第４薬剤注入手段を備え、かつ、該第４薬剤注入手段によって注入される前記第４薬剤と、前記第１薬剤、前記第２薬剤、前記第３薬剤から選ばれる少なくとも１つの薬剤とが異種の薬剤であることが好ましい。この態様をとることにより、半透膜処理装置Ｂの洗浄／殺菌効果を高めることができる。
【００９１】
さらに、前記水混合手段と前記第４薬剤注入手段との間にｐＨ計、ＯＲＰ計、塩素濃度計、ＥＣ計、ＴＯＣ計、アンモニア計、ＴＮ計、ＤＯ計から選ばれる第１計器１１４を備え、第１計器１１４の指示値に基づいて、該第４薬剤注入手段による前記第４薬剤の注入量を決定することがさらに好ましい。
【００９２】
ここで、第１計器１１４の指示値が第１薬剤または第２薬剤または第３薬剤の濃度に基づく計器であり、第１計器１１４の指示値に基づいて第４薬剤注入点に流入する流入水に第１薬剤または第２薬剤または第３薬剤が含まれないこと、もしくは一定濃度以下であることを確認し、第４薬剤注入の開始や注入量を調整することによって、洗浄／殺菌効果をさらに高めることが可能となる。具体的には、薬剤として酸あるいはアルカリを用いたときには、第１計器１１４としてｐＨ計を用いることができる。また、薬剤として酸化剤あるいは還元剤を用いたときには、第１計器１１４としてＯＲＰ計を用いることができる。また、薬剤として塩素含有水を用いたときには、第１計器１１４として塩素濃度計も利用できる。また、薬剤のＥＣを測定し注入量を決定する場合は、第１計器１１４としてＥＣ計を用いることができる。また、薬剤としてクエン酸などの有機酸を用いたときには、第１計器１１４としてＴＯＣ計を用いることができる。また、薬剤としてアンモニアを用いたときには、第１計器１１４としてアンモニア計を用いることができる。また、薬剤としてアンモニアやクロラミンのような窒素を含む薬剤を用いたときには、第１計器１１４としてＴＮ計を用いることができる。また、薬剤として亜硝酸ナトリウムのような溶存酸素を変化させる薬剤を用いたときには、第１計器１１４としてＤＯ計を用いることができる。
【００９３】
また、第１計器１１４の指示値が第４薬剤を中和する中和剤濃度に基づく計器であり、第１計器１１４の指示値に基づいて第４薬剤注入点に流入する中和剤濃度を推定し、第４薬剤添加量や注入開始を調整することによって、第４薬剤の効果を高めることができる。具体的には、該中和剤が酸あるいはアルカリである場合には、第１計器１１４としてｐＨ計を用いることができる。また、該中和剤が酸化剤あるいは還元剤である場合には、第１計器１１４としてＯＲＰ計を用いることができる。また、中和剤として塩素含有水である場合には、第１計器１１４として塩素濃度計も利用できる。
【００９４】
上記を満足する第１薬剤、第２薬剤、第３薬剤、第４薬剤、第１中和剤、第２中和剤の例を表２−１〜表２−１５に示す。
【００９５】
【表２−１】
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【００９６】
【表２−２】
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【００９７】
【表２−３】
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【００９８】
【表２−４】
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【００９９】
【表２−５】
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【０１００】
【表２−６】
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【０１０１】
【表２−７】
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【０１０２】
【表２−８】
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【０１０３】
【表２−９】
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【０１０４】
【表２−１０】
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【０１０５】
【表２−１１】
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【０１０６】
【表２−１２】
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【０１０７】
【表２−１３】
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【０１０８】
【表２−１４】
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【０１０９】
【表２−１５】
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【０１１０】
また、被処理水Ａや被処理水Ｂ中に半透膜を劣化させる程度の遊離塩素等の強酸化剤が含まれている場合には、半透膜処理装置Ａ２や半透膜処理装置Ｂ６を劣化させないために、ＯＲＰ値制御で遊離塩素を還元剤により還元することが好ましいが、この場合において、ＯＲＰ計による測定値が、注入する酸やアルカリによる悪影響を受けないようにするためには、図２に示すようなシステム（請求項１４、１５の発明）とすることが好ましい。第１薬剤タンク１１あるいは第２薬剤タンク２０あるいは第３薬剤タンク３０あるいは第４薬剤タンク４０が酸もしくはアルカリの場合、半透膜に供給する水から遊離塩素を確実に還元除去するために、酸もしくはアルカリを注入する場所よりも上流側で遊離塩素を還元させることが好ましい。混合水タンク５よりも上流に酸もしくはアルカリを注入する場合は、被処理水Ａと被処理水Ｂとの両方で遊離塩素を還元除去することが好ましい。また、混合水タンク５よりも下流に酸もしくはアルカリを注入する場合は、混合水で遊離塩素を除去するのが、薬剤タンクが１台でよいため、好ましい。そのため、図２では、第１薬剤が酸もしくはアルカリの場合において、半透膜処理プロセスＡ１００において、第５薬剤タンク５０内の第５薬剤を第５薬剤送液ポンプ５１により被処理水Ａに注入し、また、半透膜処理プロセスＢにおいては、第５薬剤タンク６０内の第５薬剤を第５薬剤送液ポンプ６１により被処理水Ｂに注入している。
【０１１１】
第５薬剤を注入する量を調整する方法としては、第５薬剤を注入するタンクにＯＲＰ計を設置し、タンク内の水が規定のＯＲＰ値になるように注入量を調整する方法や、ＯＲＰ計、薬剤注入点、ＯＲＰ計の順で上流側から配置し、薬剤注入点よりも上流側のＯＲＰ計が規定値を超えた場合に薬剤の注入を開始し、薬剤注入点よりも下流側のＯＲＰ計が規定値以内になった場合に薬剤の注入を停止する方法などが、確実に遊離塩素を還元することができ、半透膜に遊離塩素が流入せず、半透膜を劣化させないため、好ましい。図２では、第５薬剤送液ポンプ５１の注入点上流に第１ＯＲＰ計１１６、注入点下流に第２ＯＲＰ計１１７、第５薬剤送液ポンプ６１の注入点上流に第１ＯＲＰ計１１８、注入点下流に第２ＯＲＰ計１１９を設置し、それぞれのＯＲＰ値によって第５薬剤の注入開始／停止を行っている。なお、第５薬剤送液ポンプとその下流のＯＲＰ計の間にラインミキサーを設けると、液と第５薬剤が確実に混合するため、好ましい。
【０１１２】
また、濃縮水Ａは、被処理水Ａが濃縮された水であるため、被処理水Ａの水質変動によってＯＲＰ値が規定値を超える場合がある。この場合は、その濃縮水Ａを被処理水Ｂに混合させると、半透膜Ｂが劣化してしまう可能性が高くなるので、半透膜Ｂへの供給水として使用せずに系外に排出することが好ましい。そのため、図３（請求項１６の発明を適用した造水システムの一実施態様を示すフロー図）では、濃縮水ＡのＯＲＰ値を測定するための第３ＯＲＰ計１２０を濃縮水Ａ送液配管１０４に設置し、第３ＯＲＰ計１２０のＯＲＰ値が規定値を超えた場合には、濃縮水Ａの流出先が混合水タンクから排水管側となるように三方弁１２１を切り替え、濃縮水Ａを系外に排水する。かつ、混合水量や混合水の浸透圧の変化により半透膜処理装置Ｂ６が破損しないように昇圧ポンプ１１２を停止して半透膜処理を停止する。
【０１１３】
また、前記半透膜処理装置Ａが、耐塩素性半透膜を備えた半透膜処理装置であり、かつ、前記第１薬剤が塩素系薬剤であることが好ましい。この態様をとることにより、通常配管洗浄／殺菌に利用される次亜塩素酸ナトリウムなどの塩素系薬剤を第１薬剤として利用可能であり、半透膜処理装置Ａの洗浄／殺菌後もそのまま半透膜処理装置Ａの濃縮水配管や半透膜処理装置Ｂの洗浄／殺菌に利用可能となる。
【０１１４】
また、半透膜処理装置Ｂ６が、耐塩素性半透膜を備えた半透膜処理装置であり、かつ、第２薬剤、第３薬剤、第４薬剤から選ばれる少なくとも１つの薬剤が塩素系薬剤であることが好ましい。この態様をとることにより、配管洗浄後の塩素系薬剤をそのまま利用して半透膜処理装置Ｂ６を洗浄／殺菌可能となる。
【０１１５】
ここで、耐塩素性半透膜とは、半透膜をｐＨ６．５に調整した塩化ナトリウムの１５００ｐｐｍ水溶液を２５℃、操作圧力５ｋｇ／ｃｍ２の条件下で３０分間運転した後の塩化ナトリウム阻止率を阻止率Ａとし、同じ半透膜を上記の塩化ナトリウム水溶液に次亜塩素酸ナトリウムを１００ｐｐｍ添加し、リン酸二水素カリウムでｐＨ６．５に調整した水溶液中に４８時間浸漬させた後、操作圧力５ｋｇ／ｃｍ２の条件下で３０分間運転した後の塩化ナトリウム阻止率を阻止率Ｂとしたとき、Ｂ／Ａ≧０．９を満たす半透膜であり、素材としては、三酢酸セルロース膜や耐塩素性を保有したポリアミド膜が例示される。
【０１１６】
また、被処理水Ｂに注入する第２薬剤として塩素系薬剤を用いる場合、被処理水Ａとして窒素含有水を供給するか、被処理水Ａあるいは濃縮水Ａあるいは混合水に窒素含有薬剤を注入する（請求項１９の発明）と、塩素とアンモニア性窒素とが混合水タンク５内で反応してクロラミンが発生するので、このクロラミンにより半透膜処理装置Ｂ６を薬液洗浄することができる。特に、半透膜処理装置Ｂ６がポリアミド系の半透膜で塩素含有水によって劣化する場合は、クロラミンによってバイオファウリングを抑制することが好ましい。ここで、窒素含有水とは、例えば、水中に窒素含有物質を含む、畜産農業廃水、し尿、下水等、これらを活性汚泥法で生物処理した後の水である。窒素含有水中に含まれる窒素含有物質とは、アンモニア性窒素およびアミノ酸、アミン類など含窒素有機化合物のことである。この含窒素有機化合物中の窒素系成分は塩素と反応することで、クロラミンを生成する。
【０１１７】
例えば、窒素含有水中に含まれる窒素系成分のほとんどがアンモニア性窒素である場合、以下の反応により塩素と反応してモノクロラミンが生成される。
【０１１８】
【化１】
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【０１１９】
この場合、アンモニア性窒素１ｇにつき、約５ｇの塩素が消費され、約３．６ｇのモノクロラミンが生成される。クロラミン含有量を適正水準にするためには、窒素含有水中のアンモニア性窒素濃度は０．００３ｍｇ／ｌ以上であることが好ましく、また、混合水タンク１３中に流入させる濃縮水Ａ中の遊離塩素濃度は７ｍｇ／ｌ以下とすることが好ましい。
【０１２０】
クロラミン濃度および遊離塩素濃度の測定には、ＤＰＤ法、電流法、吸光光度法、などが用いられる。クロラミン濃度はクロラミン濃度と遊離塩素濃度をあわせた濃度である全塩素濃度を求めて、その濃度から遊離塩素濃度を引くことで求めることができる。例えば、半透膜処理装置Ｂ６に流入する混合水を採水し、ＤＰＤ法および電流法により通常の測定条件で全塩素濃度および遊離塩素濃度の測定を行なうか、または、吸光光度法を用いた連続自動測定機器により全塩素濃度および遊離塩素濃度の測定を行なうことができる。連続自動測定機器による測定の場合は、塩素濃度計を混合水送液配管１０５に取り付けて連続測定を行ない、半透膜処理装置Ｂ６に流入する混合水中のクロラミン濃度を測定する。この測定により、クロラミン濃度や遊離塩素濃度を監視し、所定範囲内を維持されるように処置する。
【０１２１】
また、水中の塩素は遊離塩素と結合塩素の形で存在する。塩素含有水に含有される塩素は遊離塩素の形であり、窒素含有物質と反応することで結合塩素の形となる。結合塩素とはクロラミンの形で存在する塩素のことである。
【０１２２】
クロラミンとは、モノクロラミン（ＮＨ２Ｃｌ）、ジクロラミン（ＮＨＣｌ２）およびトリクロラミン（ＮＣｌ３）の総称である。殺菌力はジクロラミンの方がモノクロラミンより強く、トリクロラミンには殺菌力はない。クロラミンの生成比率は塩素濃度やアミン化合物濃度、ｐＨなどの影響を受け変化する。また、クロラミンの殺菌力は遊離塩素に比べると約１０分の１であり、半透膜に与える悪影響も遊離塩素よりもはるかに小さい。
【０１２３】
遊離塩素とは、塩素剤が水と反応して生じる次亜塩素酸（ＨＣｌＯ）や次亜塩素酸イオン（ＣｌＯ−）の形で存在する塩素のことで、強い消毒力と酸化力をもっている。遊離塩素は強い酸化力をもっているため、半透膜の流入水に遊離塩素が含まれている場合、半透膜は劣化してしまうので、ＲＯ膜やＮＦ膜の流入水に遊離塩素が含まれる場合は膜の劣化により処理液質が悪化するという問題が生じる。
【０１２４】
また、混合水中のクロラミンにより半透膜処理装置Ｂ６での膜殺菌効果を十分に発揮しバイオファウリングの抑制を可能とし、かつ、半透膜の機能層の劣化を防止するためには、半透膜処理装置Ｂ６へ供給される混合水に含まれるクロラミン濃度を０．０１〜５ｍｇ／ｌとすることが好ましい。クロラミン濃度が０．０１ｍｇ／ｌ未満ではバイオファウリングの抑制をすることができない。また、クロラミン濃度が５ｍｇ／ｌより濃い場合、膜の機能層が劣化してしまう。
【産業上の利用可能性】
【０１２５】
本発明は、半透膜を用いた膜ユニットを複数配置した複合的な水処理技術を利用した造水方法であって、下水と海水のように浸透圧が異なる複数の被処理水Ａ、Ｂを原水とし、淡水化技術により淡水を製造する場合に好適に適用することができる。さらに詳しくは、上水道における浄水処理分野や、工業用水、食品・医療プロセス用水、半導体関連洗浄用水といった産業用水製造分野などの造水装置として適用可能であって、省エネルギーかつ効率的に淡水を生産することができる。
【符号の説明】
【０１２６】
１：被処理水Ａ
２：半透膜処理装置Ａ
３：膜透過水Ａ
４：被処理水Ｂ
５：混合水タンク
６：半透膜処理装置Ｂ
７：膜透過水Ｂ
８：濃縮水Ｂ
１０：第１薬剤タンク
１１：第１薬剤送液ポンプ
２０：第２薬剤タンク
２１：第２薬剤送液ポンプ
３０：第３薬剤タンク
３１：第３薬剤送液ポンプ
４０：第４薬剤タンク
４１：第４薬剤送液ポンプ
５０：第５薬剤タンク
５１：第５薬剤送液ポンプ
６０：第５薬剤タンク
６１：第５薬剤送液ポンプ
７０：第１中和剤タンク
７１：第１中和剤送液ポンプ
８０：第２中和剤タンク
８１：第２中和剤送液ポンプ
１００：半透膜処理プロセスＡ
１０１：被処理水Ａ送液配管
１０２：膜透過水配管
１０３：被処理水Ｂ送液配管
１０４：濃縮水Ａ送液配管
１０５：混合水送液配管
１０６：膜透過水配管
１０７：濃縮水配管
１１１：昇圧ポンプ
１１２：昇圧ポンプ
１１３：保安フィルター
１１４：第１計器
１１５：第２計器
１１６：第１ＯＲＰ計
１１７：第２ＯＲＰ計
１１８：第１ＯＲＰ計
１１９：第２ＯＲＰ計
１２０：第３ＯＲＰ計
１２１：三方弁
２００：半透膜処理プロセスＢ
【図１】
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【図２】
2011021415.tif 000021
【図３】
2011021415.tif 000022
【国際調査報告】
2011021415.tif 000023
2011021415.tif 000024